井筒冻结法井筒施工
井巷特殊施工(第二章 冻结法(节7 冻结壁计算))
§1 §2 §3 §4 §5 §6 §7 §8 §9 概述 蒸汽压缩制冷 冻结法施工 冻结方案 冻土物理力学性质 冻结温度场 冻结壁计算 冻结井壁 冻结法设计计算
第2章 冻结法 章
§7 冻结壁计算
§7.1 轴对称平面应变力学模型计算方法 §7.2 轴对称空间问题力学模型计算方法 §7.3 经验公式
从上式可见，切向应力总是大于径向应力。当r＝b时，得：
σr = p
b2 + a2 σt = 2 p b a2
第2章 冻结法 章
§7 冻结壁计算
§7.1轴对称平面应变力学模型计算方法 7.1轴对称平面应变力学模型计算方法
当r＝a时，得：
σr = 0
2b 2 σt = 2 p b a2
即最大径向应力发生在筒壁的外边缘，最大切向应力发生在筒壁的内边缘 。但由于最大切向应力远大于最大径向应力，所以危险点从厚壁简的内边缘出 现。 冻土属流变体，宜采用考虑塑性流动的强度理论，即第三强度理论(最大 剪应力理论)和第四强度理论(形状改变比能理论)。 σ 按第三强度理论认为安全工作时的强度条件是： 1 σ 3 ≤ [σ ] 即最大与最小主应力之差应小于或等于材料的容许应力[σ]，即
第2章 冻结法 章
§7 冻结壁计算
§7.1轴对称平面应变力学模型计算方法 7.1轴对称平面应变力学模型计算方法
冻结壁作用：临时支护 厚度取决于地压和冻土强度。 计算方法：轴对称平面应变力学模型；轴对称空间力学模型；数理统计 的经验法。
第2章 冻结法 章
§7 冻结壁计算
§7.1轴对称平面应变力学模型计算方法 7.1轴对称平面应变力学模型计算方法
由公式可见，冻结壁厚度取决于地压P、冻土变形模量A（τ，t），段高h 、允许位移ua以及两端约束条件ξ。在具体运用时，也可先给定壁厚，反求允 许的掘进段高。
东荣矿区井筒冻结施工问题分析及对策
文章编 号 ：１０— ０３（ ０ ） ５０ ５ －２ ０ ７ １８ ２ １ ０ －０ ３ ０ １
Ｔ ｅｓｒ ｔ ｍ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｎ ｅ ｚｎ ｔ ｏ ｏ ｓｒ ｃｉｎ ｈ ｔａｕ ｃ ａ ａ ｔｒ ｉ ａ ｄｆ ｅ ｉ ｇｍａｈ ｄｃ ｎ ｔ ｔ ｓｃ ｒ ｕ ｏ
同而产生了剪切力 ；偏斜度较大也是造成冻结管断 裂的原 因之一 ；冻结管断裂后虽未造成透水 ， 但因
下渗化冻 、孔间距加大、冻结壁薄弱 ，而造成 “ 天 窗”出水涌砂
２４ 超前 强化 冻结 。
外水位；采取冰盖冻结法施工。
３ 体会与建议
（ ） 第 四系地层砂类地层多 ，结构松散 ，含 １ 水丰富 ， 水位压头不一致 ，在设置水文孑 时 ， Ｌ 各部
约为 ０ ｓ ． Ｌ／ｍ，渗透 系数 １ ７ ｄ ６ ． ８ ｍ／ ，为承压水 ， 水位标高 ６ ． 。 ４ ２ｒ ７ｉ ｌ ‘
ｍ的竖向应力释放槽 ，缩小段高为 １ 。当井筒 ．ｍ ５ 掘至 ２５ｍ水平时 ，出现环 向裂 隙 ；在 ２ ６ ２ ８ ０ ０ ～ ０ ｍ水平 ，发现竖 向裂隙；２ ７ １ ｍ水平出现工作面底 臌 、冒盐水现象 ，经查为 ３ ０ 冻结管断管所致 ； ＃ 、１
及细砂岩 ，其 中包括一些间断的亚粘 土和粘土层 ； 第三系地层广泛分布于该煤 田区域 ，厚约 ５ ５ ｍ一 １５ｒ，主要组 成 为泥 岩 、含 泥 砂岩 和 砂砾 岩 ，其 １ ｔ ｒ 中泥岩居多 ，约 占 ３ ． ８ ． ７ ５— ６１ ％，局部块 （ ） 段 缺 失 形成 “ 天窗 ” 。
壁分别 出现压裂现象 。为防止外井壁继续变形 ，适
时引入井圈加固技术 ，由单层钢筋改为双层钢筋加
冻结法 凿井 原理
冻结法凿井原理
冻结法是一种用于凿井的原理，它被广泛应用于水井的建设中。
这种方法的原理是利用冻结土壤的能力来形成一个固体的冻结圈，从而阻止井壁周围的水流入井筒。
凿井是一项需要高度技术和经验的工作，它通常在需要获取地下水资源的地区进行。
在过去，人们主要使用爆破技术来凿井，但这种方法有一些缺点，例如容易造成地质灾害和水源污染。
因此，冻结法成为了一种更加安全和可靠的选择。
冻结法的实施需要以下步骤。
首先，需要在井筒周围挖掘一个足够大的坑，然后在井筒的周围安装冷却管。
接下来，通过这些冷却管引入低温冷却剂，使土壤温度迅速下降。
当土壤温度降到冰点以下时，水分开始结冰，形成一个冻结圈。
这个冻结圈将土壤固化，从而阻止水流入井筒。
冻结法的优点是它能够有效地控制井筒周围的水流，确保井筒的稳定性和安全性。
此外，冻结方法还可以减少井筒周围的水污染，因为冻结圈可以阻止地下水与井筒中的水混合。
然而，冻结法也有一些限制和挑战。
首先，冻结法的实施需要大量的冷却剂和设备，成本较高。
其次，冻结圈的形成需要一定的时间，因此对于井筒的建设进度有一定的影响。
此外，冻结法对环境的影响也需要注意，特别是对冷却剂的排放和处理。
总的来说，冻结法是一种有效的凿井方法，它通过冻结土壤来阻止水流入井筒，保证井筒的稳定性和安全性。
虽然冻结法存在一些挑战和限制，但它仍然是一种被广泛应用的技术。
在未来，随着技术的不断进步和创新，冻结法有望得到更好的发展和应用。
井筒冻结法施工的常见问题及防治措施
井筒冻结法施工的常见问题及防治措施xxx xxx xxx（中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州221116）摘要：在不稳定表土层中施工井筒时，冻结法具有大量的优点，主要包括：适应性强；支护结构灵活、易控制；隔水性好；对环境影响小等。
因此，冻结法在井筒的特殊施工中被大量应用。
我国煤矿于1955年在开林西风井首次使用冻结法凿井，此后，冻结法凿井技术逐渐推广。
现在，我国已是世界上用冻结法凿井穿过表土层最厚的国家之一，但是井筒在冻结法施工中，仍然存在很多的问题，这些问题必须引起我们的高度重视。
本文主要是介绍了冻结法施工的原理及共存在的主要问题，并提出了相关的防治措施。
岩土工程冻结法通常是利用物质气化过程的吸热现象来达到将主体中的水冷却、结冰的目的。
其制冷系统多以氨作为制冷物质。
为了使氨由液态变成气态，由气态又变为液态，如此循环进行，整个制冷系统由三大循环构成：氨循环系统、盐水系统、冷却水循环系统。
在井筒开挖之前，在欲开井筒的周围打一定数量的冻结孔。
低温盐水在冻结器中流动，吸收其周围地层之热量，形成冻结圈。
冻结圈并逐渐扩大连接成封闭不透水的冻结壁，用于抵抗地压、隔绝地下水。
然后，在其保护下进行崛砌施工，待掘砌到预计的深处后，停止冻结，进行拔管和填充工作。
井筒冻结法施工主要工艺过程包括冻结孔施工、井筒冻结和井筒掘砌等主要工作。
由于地下空间的不确定性，冻结法在井筒井筒的施工中还存在很多的不确定性，从而引起了很多问题，像冻结管的断裂问冻结井壁的破裂问题、工作面底冻结壁的变形问风动机具的冻结堵塞问题和地表冻融危害问题等。
冻结法井筒施工中的常见问题及防治措施。
在冻结井筒掘进中，冻结管断裂现象时有发生。
近年来，由于冻结深度逐年增加，遇到厚粘土层的机会越来越多，冻结管断裂的现象也就会越来越严重。
究其问题，主要有：冻结壁的变形过大，冻结孔偏斜大，冻结管接头焊接质量差或丝扣连接时扣形不适。
其防治措施有：合理确定冻结孔布置圈直径。
冻结法凿井常见问题及其预防
冻结法凿井常见问题及其预防介绍了冻结法凿井的原理及冻结法在国内应用概况，对冻结法凿井过程中常见的问题诸如水文观测孔阻塞、冻结孔偏斜、掘进段高的确定、冻结管断裂及冻结井外壁破裂等方面进行了探讨并提出了相應的解决办法。
标签：冻结；凿井；施工；问题一、冻结法凿井原理在开凿井筒前，将井筒周围含水层用人工制冷方法，冻结成封闭的圆筒形冻结壁，以抵抗地压并隔绝地下水与井筒的联系，在冻结壁的保护下进行掘砌作业的施工方法。
二、我国冻结法凿井技术应用概况我国冻结法凿井起源于开滦矿区。
1955年，我国从波兰引进冻结法凿井技术，首次应用于开滦林西风井，获得了成功。
1956年唐家庄风井，自己设计施工，用国产设备，采用冻结法凿井，又获得了成功。
这为我国特殊凿井施工方法的推广应用开辟了新的途径。
随后冻结法凿井技术在全国得到推广应用。
三、冻结法凿井常见问题1、水文观测孔堵塞在井筒开挖前要根据水文观察孔的水位变化情况确定冻结柱是否交圈、交圈是否良好。
当冻结圆柱交圈后，井筒周围便形成一个封闭的冻结圆筒，由于水变成冰后体积膨胀，水文观察孔内水位上升，以致溢出地面，水文观察孔溢水是冻结圆柱交圈的重要标志。
2、冻结孔偏斜冻结孔施工存在偏斜情况，为了达到预期的冻结效果就要对冻结孔偏斜率提出要求：位于冲积层的钻孔不宜大于0.3%，但相邻两个钻孔终孔的间距不得大于3m；位于分化带及含水基岩的钻孔，不宜大于0.5%，但相邻两个钻孔的终孔不得大于5m；对于径向偏斜，均控制在500～800mm范围内。
当相邻两个钻孔的偏斜值超过上述规定时，应补孔，防止冻结壁开窗，涌砂冒泥，造成淹井事故。
3、影响掘进段高的因素掘进段高是指掘进段未经支护的高度。
到目前为止，冻结井筒掘进段高计算理论不少，但还没有公认的可靠的计算方法。
主要原因是影响段高的因素甚多，理想模型不能真实描述复杂的现实施工情况。
目前只能采用工程类比法，按施工经验选取。
由于段高大小直接影响施工速度、施工安全、井壁质量及经济效果，所以，一直为人们所重视。
井巷特殊施工(第二章 冻结法(节3 冻结法施工))解析
第2章 冻结法
§3 冻结法施工
§3.2 钻孔施工
钻孔布置
冻结孔数目：N=πD0/l 式中：N—冻结孔数目； D0—冻结孔布置圈径，m； l—冻结孔间距，一般l=1~1.3m。 求出孔数若为小数，则调整为整数后，再确定孔距。冻结孔的间距一般取0.9 一1.3米。这个区间其冻结孔钻进成本、冻结器安装成本及冻结成本之和数值 变化不大。当孔间距小于0.9米或大于1.3米时成本有明显的增高。
第2章 冻结法
§3 冻结法施工
§3.1 冷冻站安装
第2章 冻结法
§3 冻结法施工
§3.1 冷冻站安装
第2章 冻结法
§3 冻结法施工
§3.1 冷冻站安装
管路耐压密封试验
压密封试验。试验前，先进行氨压缩机的空载及负荷运转，运转累计时间不
得少于24小时，合格后，再对氨循环管路压风吹洗，清除管内碎屑杂物，然
后进行耐压密封试验。试验可分压气和真空试漏两种。压气试漏时间规定为 24小时，开始6小时由于压缩空气冷却，允许压降为0.02一0.03MPa，此后18 小时内不再下降为合格。一般试压压力为正常工作压力的1.5倍。为了进一 步检查管路的密封性，还要进行真空试验，将管路抽成真空度为0.0973一 0.1013MPa，24小时后真空度仍保持在0.09337MPa以上的为合格。
第2章 冻结法
§3 冻结法施工
§3.1 冷冻站安装
冷冻站设备布置
冷冻站设备分站内、外两大区域布置。通常，站内区布置蒸发器（盐水 箱），朝向井口，接着是低压机、氨液分离器、中间冷却器和高压机。站外区 布置集油器、油氨分离器、贮氨器和冷凝器。冷却水池在冷凝器的外侧。
冷冻站安装程序
冷冻站安装与打钻同时进行。 对于氨压缩机的安装质量应予格外重视、氨压缩机的混凝土基础要严格 照图纸施工，其他设备也应按各自的技术质量标准进行安装。
浅谈冻结法与钻井法凿井
浅谈冻结法与钻井法凿井论文导读：冻结法与钻井法凿井介绍立井井筒工程是矿井建设的关键工程。
在不稳定表土层中施工立井井筒，用普通的施工方法是不可以通过其表土层的，必须采用特殊的施工方法，如冻结法、钻井法、沉井法、注浆法、和帷幕法等。
我国目前主要以冻结法和钻井法为主。
2主要施工设备工作原理分析2.1冻结法人工制冷设备冻结法凿井分为钻冻结孔、形成冻结壁和井筒掘砌三大工序。
关键词：立井井筒，冻结法，钻井法，制冷设备，钻进设备1.冻结法与钻井法凿井介绍立井井筒工程是矿井建设的关键工程。
我国立井井筒的主要特点是井筒深度大、断面积大、表土层厚、水文地质条件复杂，导致其施工难度大、施工技术复杂、施工周期长。
立井井筒表土段施工方法是由表土层的地质及水文条件决定的。
立井井筒穿过的表土层，按其掘砌施工的难易程度分为稳定表土层和不稳定表土层。
在不稳定表土层中施工立井井筒，用普通的施工方法是不可以通过其表土层的，必须采用特殊的施工方法，如冻结法、钻井法、沉井法、注浆法、和帷幕法等。
我国目前主要以冻结法和钻井法为主。
冻结法凿井就是在井筒掘进之前，在井筒周围钻冻结孔，用人工制冷的方法将井筒周围的不稳定表土层和风化岩层冻结成一个封闭的冻结圈。
以防止水或流砂涌入井筒抵抗地压，然后在冻结圈的保护下掘砌井筒。
待掘砌到预计的深度后，停止冻结，进行拔管和充填工作。
钻井法是用钻头刀具破碎岩石，用洗井液进行洗井排渣和护壁，直到将井筒钻到设计直径和深度后，进行支护的机械化凿井方法。
2主要施工设备工作原理分析2.1冻结法人工制冷设备冻结法凿井分为钻冻结孔、形成冻结壁和井筒掘砌三大工序。
首先在未开凿的井筒周围打一定数量的冻结孔，其深度穿过不稳定岩层进入稳定岩层，在孔内安装冻结器。
形成冻结壁是冻结法凿井的中心环节，是岩层冷冻的结果。
人工制冷是通过冻结站的氨循环系统、盐水循环系统、和冷却水循环系统来实现的。
通常使用氨作为制冷剂。
利用氨由液态变为气态吸热的原理达到制冷。
最新冻结法施工工法
冻结法施工工法目录一、前言二、特点三、使用范围四、工艺原理五、工艺流程六、施工操作要点七、机具设备八、质量标准九、劳动力组织十、安全环境保护十一、效益分析十二、工程实例冻结法施工工法一、前言作为一种成熟的施工方法，冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中，已有100多年的历史，我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史，主要用于煤矿井筒开挖施工，其中冻结最大深度达435m，冻结表土层最大厚度达375m。
自1992年起，冻结法工艺被广泛应用于上海、北京、深圳、南京等城市地铁工程施工中。
中铁四局集团在上海地铁M8线Ⅲ标段黄兴路站～延吉中路站区间隧道旁通道工程施工中,采用了冻结法加固的施工方法,通过对施工工艺的归纳总结，以及参考有关施工技术资料,形成本工法。
二、特点冻结法适用于各类地层尤其适合在城市地下管线密布施工条件困难地段的施工，经过多年来国内外施工的实践经验证明冻结法施工有以下特点：1、可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术；2、冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度可达5-10Mpa，能有效提高工效；3、冻结法是一种环保型工法，对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪音小，冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构；4、冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业，能有效缩短施工工期。
三、使用范围冻结法适用于各类地层，主要用于煤矿井筒开挖施工。
目前在地铁盾构隧道掘进施工、双线区间隧道旁通道和泵房井施工、顶管进出洞施工、地下工程堵漏抢救施工等方面也得到了广泛的应用。
四、工艺原理冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，将松散含水岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水，以便在冻结壁的保护下，进行地下工程掘砌作业。
它是土层的物理加固方法，是一种临时加固技术，当工程需要时冻土可具有岩石般的强度，如不需要加固强度时，又可采取强制解冻技术使其融化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
和 效 益 上 分 ， 最 出 享 全 勺 诌 学厚 度 。 … ． ． 冻 结 法 具 有 适 应 性 强 、 支 护 结 构 灵 活 、 隔 水 性 好 、 环 境 影 ｎ 向 ， １ Ｉ 、 的 特 ２ ４ ！ 昝 童 ７ ｊ 岩 确 謇 摹 。 水 ｉ ＝ ｉ 泵 芋 窖 妻 妻 击 因 ， 响 壅 圭 素 、 璺 化 枣 点 ， 因 而 被 广 泛 用 来 进 行 深 厚 表 土 层 井 筒 建 设 。 虽 然 冻 结 法 的 安 全 可 靠 垫 对 圭 蚕 旦 ： 可 确 信 的 ， 但 其 施 较 高 ， 需 要 在 技 术 上 与 １ 二 管 理 上 得 到 ： ０ 塾 学 水 尊 ： 因 此 ， 按 照 一 步 的 进 ， 工 程 成 ， 矿 ＃ 建 设 新 形 的 需 要 ， 对 冻 结 结 深 度 必 须 毒 警 的 薏 堂ｌ Ｏ ｅ ｒ 以 上 ， 如 果 广 泛 某 甬 与 发 展 蒋 看 着 特 别 重 要 ／ 的 ｉ 意 义 。
・
３ ２ ０・
工 程 科 技
Hale Waihona Puke 井筒冻结法井筒施工 陈 自钊
（ 神华宁夏煤 业集团宁夏灵州工程监理咨询有限公 司， 宁夏 银 川 ７ ５ ０ ０ ０ １ ） 摘 要： 在厚表 土层不稳定的条件 下进行井筒建设施 工， 冻结法、 钻 井法、 沉井法、 盾构法等特殊施工法是必须使 用的 。由于冻结法具 有适应性强、 支护结构灵活、 隔水性好等特点 ， 在深厚表 土层 中井筒施 工主要采 用冻结法 。井筒冻结后冻结壁顺利交 圈， 并保 质保 量 完成 井筒冻结段施 工， 才能确保 井筒的稳定。 因此 ， 本文介 绍冻结法的施工工艺进行介绍 ， 为深厚表土层 冻结施工提供经验 。
，
… ． ．
，
，
基岩 下部 ３ ０ ｍ 以上 仍有强 含水 基岩 时 ， 应延 长冻 结深度 。
、
。 祟 警寺甜
冻 结 壁 厚 度 篁 有 直 接 关 系同时要考虑钻孔偏率 箜 璧 堡 的 Ｄ ｏ 。 － ￣ ｊ ． 薹 笔 Ｌ ｎ － ］ 洪 伯 潜 ． 我 国 探 井 快 速 建 井 矗 合 技 术 叨 ． 煤 炭 科 学 技 术 ， ２ ｏ ０ ６ ， ３ ４ （ ５ ） ： ａ 。偏率大小直接影响到 。 。 ～ ～